微納米核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料可以最大限度地利用分級(jí)結(jié)構(gòu)之間的界面面積,強(qiáng)化內(nèi)核部分和外部殼層之間的相互作用,且其包覆層可以穩(wěn)定內(nèi)核部分材料的結(jié)構(gòu),防止納米結(jié)構(gòu)的團(tuán)聚以暴露出更多的活性位點(diǎn)。這些特征可能會(huì)給材料帶來特殊和新穎的性能,從而改變?cè)嘉⒓{米結(jié)構(gòu)粒子的本征特性。研究者們通過對(duì)核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸控制,可以進(jìn)一步調(diào)控它們的電學(xué)、力學(xué)、催化等性質(zhì)。因此,其在電化學(xué)能源領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。本論文通過使用原子層沉積法,設(shè)計(jì)合成了三種具有核殼結(jié)構(gòu)的過渡金屬化合物復(fù)合電極材料:NiCoP@FeP_x納米線陣列、Mn₃O₄@ZnO納米片陣列和ZnMn₂O₄/C@TiO₂納米纖維,研究了電催化析氫和鋅離子儲(chǔ)存性能。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過水熱法結(jié)合原子層沉積法在高導(dǎo)電鎳線上均勻生長了一層包覆有氧化鐵的鎳鈷氧化物納米線陣列,然后通過高溫磷化處理得到了具有均一穩(wěn)定核殼結(jié)構(gòu)的NiCoP@FeP_x多金屬磷化物納米線陣列。我們系統(tǒng)地...

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化析氫概述
        1.2.1 電催化析氫的原理
        1.2.2 電催化析氫的材料
    1.3 鋅離子電池概述
        1.3.1 鋅離子電池的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 鋅離子電池的工作原理
        1.3.3 鋅離子電池正極材料的研究進(jìn)展
        1.3.4 鋅離子電池的負(fù)極材料
    1.4 微納米核殼結(jié)構(gòu)材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.4.1 微納米核殼結(jié)構(gòu)材料用于儲(chǔ)能中的優(yōu)勢(shì)
        1.4.2 微納米核殼結(jié)構(gòu)材料的制備方法
        1.4.3 微納米核殼結(jié)構(gòu)過渡金屬化合物在儲(chǔ)能領(lǐng)域中的應(yīng)用
    1.5 本論文的選題依據(jù)和主要內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 材料測(cè)試與表征
        2.2.1 X射線衍射(XRD)測(cè)試
        2.2.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FSEM)測(cè)試
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)試
        2.2.4 熱重/差熱綜合熱分析(TG/DTA)測(cè)試
        2.2.5 激光拉曼光譜(Raman)測(cè)試
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)測(cè)試
    2.3 電極的制備與電池組裝
        2.3.1 催化工作電極的制備
        2.3.2 電池電極片的制備
        2.3.3 電池的組裝
    2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 催化性能的測(cè)試
        2.4.2 電池性能測(cè)試
        2.4.3 循環(huán)伏安(CV)測(cè)試
        2.4.4 交流阻抗(EIS)測(cè)試
3 核殼結(jié)構(gòu)NiCoP@FeP_x納米線陣列的合成及其電催化析氫性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 鎳鈷氧化物(NCO)納米線前驅(qū)體的制備
        3.2.2 鎳鈷鐵氧化物(NCO@Fe₂O₃)納米線前驅(qū)體的制備
        3.2.3 鎳鈷鐵磷化物(NCP@FeP_x)納米線的制備
    3.3 核殼結(jié)構(gòu)NiCoP@FeP_x納米線陣列的結(jié)構(gòu)與形貌表征
    3.4 核殼結(jié)構(gòu)NiCoP@FeP_x納米線陣列的電催化析氫性能研究
    3.5 本章小結(jié)
4 微波輻射-原子層沉積法合成Mn₃O₄@ZnO納米片陣列及其儲(chǔ)鋅性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 Mn₃O₄納米片陣列的可控合成
        4.2.2 Mn₃O₄@ZnO納米片陣列的可控合成
        4.2.3 電極片的制備和扣式電池的組裝
    4.3 Mn₃O₄@ZnO納米片陣列的結(jié)構(gòu)與形貌表征
    4.4 Mn₃O₄@ZnO納米片的儲(chǔ)鋅性能研究
    4.5 本章小結(jié)
5 靜電紡絲-原子層沉積合成ZnMn₂O₄/C@TiO₂ 納米纖維及其儲(chǔ)鋅性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 靜電紡絲溶液的配制
        5.2.2 一維ZnMn₂O₄納米纖維的制備
        5.2.3 一維核殼結(jié)構(gòu)ZnMn₂O₄/C@TiO₂納米纖維的制備
        5.2.4 電極片的制備和扣式電池的組裝
    5.3 ZnMn₂O₄/C@TiO₂納米纖維的結(jié)構(gòu)與形貌表征
    5.4 ZnMn₂O₄/C@TiO₂納米纖維的儲(chǔ)鋅性能研究
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3977746